1947年5月初，蒋介石指挥下的国民党大军集结45万兵力，意图通过层层推进，逐步攻占山东解放区。华东野战军在陈毅与粟裕的指挥下，采取了灵活的机动战术，避免与敌军正面硬拼，而是巧妙利用地形进行迂回和迷惑。国民党高层误判了解放军的疲惫状态，因而放松了警惕。粟裕观察到，敌军整编74师的兵力较为突出，与周边部队的联系薄弱，便提出了集中优势兵力对其进行围歼的建议。陈毅批准了这一计划，并强调必须彻底打击敌人。整编74师，作为国民党五大主力之一，兵力达到3.2万，装备了大量美式武器，士兵素质较高，且大多数都经过美国顾问的训练。师长张灵甫管理严谨，部队纪律性强，士兵们的凝聚力和忠诚度都很高。

战役在5月13日黄昏悄然拉开序幕。华东野战军动用了9个纵队、27万兵力，从四面八方合围敌军。部队切断了敌军的补给线，并在多个方向阻击了援军。第1纵队从东侧展开攻击，第8纵队绕到西侧进行迂回，第6纵队从南侧插入，而第4纵队则在北侧实施封锁。虽然国民党空军出动轰炸，但解放军利用夜色掩护，充分发挥山地作战的优势。敌军依托孟良崮高地进行顽强防御，布设了大量地雷和工事，并组织了多次反击。战斗陷入胶着状态，解放军采取分波次的冲锋方式，逐步突破敌军外围防线。到5月15日，解放军发起了总攻，多路部队同时压上，摧毁了敌军的火力点。尽管张灵甫试图指挥部队进行突围，但三次尝试均告失败，部队弹药也几乎耗尽。

直到5月16日，孟良崮主峰终于被攻克，张灵甫也在阵地中被击毙，74师的全军覆没。国民党的援军，尤其是25师和83师，被有效地阻挡，无法及时增援。华东野战军缴获了大量的装备，包括坦克和重炮，敌军的伤亡人数达1.3万，近2万人被俘。解放军方面的伤亡也有1.2万之众，但这场战役彻底扭转了山东战局，使得国民党的重点进攻计划宣告失败。此次战役充分体现了集中兵力、围点打援的战略原则，同时也暴露了国民党在指挥和协调上的严重问题。孟良崮复杂的地形——陡峭的山峰、密集的树林和岩石，成为了解放军机动作战的有利条件，而敌军的重装备却受到了极大的限制。

战役结束后，华东野战军开始清理战场，纵队们纷纷上报了战果。然而，粟裕在汇总俘虏人数时，发现与74师3.2万的总兵力相比，俘虏人数仅有7000余人，明显存在缺口。经过分析，他猜测，山中可能还藏有残余敌军，便立即向陈毅报告。两人回想起曾截获过的敌军电台信号，推测残部可能正集结在某个隐蔽区域。于是，陈毅命令部队展开地毯式搜山。第1纵队和第8纵队分头检查沟壑和岩洞，最终在孟良崮与600高地之间的洼地中发现了7000多名敌军，密密麻麻地隐藏在山中，丝毫未发出声音。在包围并展开攻击后，仅仅两小时，所有敌军被全数俘获。最终，总俘虏人数接近2万。

面对如此大量的俘虏，解放军按照政策应当进行甄别，愿意留下的可以教育加入，不愿者则发路费释放。然而，陈毅细心地分析了74师的情况，最终下令，除了轻伤员外，所有俘虏一律不准放走。这一决定的背后，是对74师士兵素质的深刻认知。这些士兵大多出身中产家庭，受过良好的教育，且经过了美国的专业训练，对国民党有着深厚的忠诚。如果将他们释放，势必会让这些人重返敌营，甚至可能助长国民党部队的重建力量。74师内流传着宁在74师当兵，不在别处当官的说法，士兵们吃着精细的粮食，使用美式武器，熟练掌握弹道计算和步炮协同作战，许多人还具有抗日经验。

陈毅深知，若释放这些俘虏，解放军的牺牲将毫无意义，敌军借此恢复实力的风险将大大增加。于是，所有俘虏都被集中在后方营地，进行改造教育。通过组织讨论小组，让俘虏们分享自己的贫困背景、家庭破碎的经历，许多士兵逐渐与解放军的理念产生共鸣，认识到内战的根源所在。针对顽固不化的人，解放军采取了隔离措施，并让他们参与劳动和修复武器。随着时间的推移，一部分俘虏甚至决定加入解放军，成为炮兵、工兵等关键岗位的战士，提升了部队的整体技术水平。虽然解放军领导层重视这一过程，但陈毅仍时刻提醒大家，要警惕思想上的逆转，防止这些士兵在逆境中叛变。

1947年7月，华东野战军展开了分兵作战，虽然部分部队遭遇了一些挫折，但一些原74师的俘虏开始逃脱。原74师的军官王克己成功地收拢了1000余人，再次投奔了国民党阵营，这也验证了陈毅的担忧。国民党借此重建了74师，邱维达被任命为新师长，虽然装备不如前，但骨干力量得以保留。新组建的74师在1948年1月移驻商丘，并参与了豫东战役。解放军通过情报显示，尽管新74师的战斗力有所减弱，但其依然具备一定的威胁。

在1948年9月的济南战役中，王耀武指挥74师坚守城防。华东野战军动用了14万兵力围攻，摧毁了74师的工事。尽管74师顽强抵抗，给解放军造成了不小的伤亡，其中包括一名师长阵亡，但最终74师全军覆灭。此后，74师彻底消失在战场上。1948年冬季的淮海战役中，改造后的部分俘虏进入了解放军，成为炮兵，利用他们对敌战术的熟悉，精准地打击了敌方阵地，极大提升了部队的战斗效率。解放军的战俘改造政策，虽取得了明显成效，但仍需持续监督，以防潜在的风险。

陈毅在指挥过程中深知74师的凝聚力极强，因此采取了有效的预防措施，避免了更大的隐患。1951年，原74师的俘虏王金友在上海宝山驻防时因心脏病去世。清理遗物时，发现了一份由张灵甫签发的证书，证实了这些士兵的思想依然未完全改造。1960年，张灵甫的遗孀王玉龄来到台湾，74师的老兵们为她设宴20桌，齐声敬酒。这一幕，映射出这些士兵之间未曾散去的情感与忠诚。陈毅对战俘的改造政策进行了深刻反思，尽管成功，但他始终保持高度警惕，防止敌人的势力在暗中复兴。

孟良崮战役结束后，国民党的五大主力损失惨重，战争的转折点逐渐到来。解放军通过战俘吸收技术，增强了自身的实力。74师的覆灭揭示了国民党